DE2101717B2 - liquefied gas tank leak detector system - has higher temperature gas supply to temperature measuring point detecting leaks - Google Patents
liquefied gas tank leak detector system - has higher temperature gas supply to temperature measuring point detecting leaksInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Feststellung von Leckage bei doppelwandigen Lagerbehältern für Flüssiggas, bei denen der Innenbehälter von einem isolierten Außenbehälter umgeben ist, wobei eine Temperatunneßstelle in dem Zwischenraum zwischen Innenbehälter und Außenbehälter nahe dem Behälterboden angeordnet ist und die Temperaturmeßstelle dem bei undichtem Innenbehälter ausfließenden Flüssiggas unmittelbar ausgesetzt istThe invention relates to a device for detecting leakage in double-walled storage containers for liquid gas, in which the inner container is surrounded by an insulated outer container, with a Temperatunneßstelle in the space between the inner container and the outer container near the container bottom is arranged and the temperature measuring point to the liquid gas flowing out in the case of a leaky inner container is immediately exposed
Bei der Schutzvorrichtung für Tanker für den Transport von tiefkalten Flüssigkeiten nach der DE-AS 92 459 ist zwischen der Wärmeisolationsschicht und dem Ladebehälter ein Leckflüssigkeitsraum vorgesehen, wobei eine Auffangschale oder eine Sammelrinne entsteht, an die eine Abpumpvorrichtung angeschlossen ist. Die Pumpe wird selbsttätig in Betrieb gesetzt, wenn Leckflüssigkeit in die Auffangschale gelangt Dies wird mittels Elektroden festgestellt oder es wird die Pumpe nach Maßgabe eines Thermoelements selbsttätig in Betrieb gesetzt Eine solche Meßmethode erlaubt eine zuverlässige Feststellung geringer Leckage nicht, da die Temperatur im Auffangraum nahezu der Sättigungstemperatur der transportierten tiefkalten Flüssigkeit entspricht Die zur Feststellung von Leckflüssigkeit verfügbare Temperaturdifferenz ist zu gering und liegt nahezu im Bereich der Meßfehlertoleranz der Thermoelemente bzw. der Elektroden.In the case of the protection device for tankers for the transport of cryogenic liquids according to DE-AS 92 459 a leakage fluid space is provided between the thermal insulation layer and the loading container, whereby a collecting tray or a collecting channel is created, to which a pumping device is connected is. The pump is started automatically when leakage liquid gets into the collecting tray detected by means of electrodes or the pump is automatically switched on in accordance with a thermocouple Operation set Such a measuring method does not allow a reliable determination of small leakages, since the The temperature in the collecting space is almost the saturation temperature of the transported cryogenic liquid corresponds to The temperature difference available to determine the leakage fluid is too small and lies almost in the range of the measurement error tolerance of the thermocouples or electrodes.
Die DE-OS 19 03 431 beschreibt einen mehrwandigen isolierten Behälter zur Speicherung von verflüssigtem Gas unter normalem oder mäßig erhöhtem Druck und bei wesentlich unter Umgebungstemperatur liegender Temperatur, wobei eine Einrichtung zur Feststellung der Leckage bei dem Lagerbehälter für Flüssiggase mit einem Innenbehälter und einem Außenbehälter vorgesehen ist Hierbei ist in dem Ringraum ein Flüssigkeits-Standanzeiger angeordnet Da der äußere Sicherheitsbehälter vollständig aus kaltzähem Material gefertigt ist, bengügt man sich zur Feststellung der Leckage mit einer pneumatischen Standanzeige. Eine solche zeigt erst bei Vorhandensein eines bestimmten Mindestniveaus das Auftreten von Leckflüssigkeit an. Schleichende Leckagen, bei denen das austretende Flüssiggas im Ringspalt alsbald verdampft, können hierbei nicht angezeigt werden. Diese kleinen Leckagen können auch nicht über die Verdampfungsgasmenge festgestelltDE-OS 19 03 431 describes a multi-walled insulated container for storing liquefied Gas under normal or moderately increased pressure and at significantly below ambient temperature Temperature, with a device for detecting the leakage in the storage container for liquefied gases an inner container and an outer container is provided. Here, a liquid level indicator is in the annular space arranged as the outer containment is made entirely of cold-tough material is, one suffers to determine the leakage with a pneumatic level indicator. Such shows only when a certain minimum level is present does leakage occur. Creeping Leakages in which the escaping liquid gas immediately evaporates in the annular gap cannot be achieved here are displayed. These small leaks cannot be determined from the amount of evaporation gas
werden, da die Temperatur im Ringraum nicht wesentlich über dem Siedepunkt des verflüssigten Gases liegtbecause the temperature in the annulus is not significantly above the boiling point of the liquefied Gas lies
Aufgabe der Erfindung ist es, bei doppelwandigen Lagerbehältern für Flüssiggase eine Meß- und Melde-The object of the invention is to provide a measuring and reporting device for double-walled storage containers for liquefied gases
einrichtung zu schaffen, mit der bei einfachem Aufbau zuverlässig ein Austreten von flüssigem Gas aus dem Innenbehälter auch schon bei kleinen Mengen angezeigt wird. Die Erfindung zeichnet sich durch eine der Zufuhr von Gas mit höherer Temperatur als derjenigen des im Lagerbehälter gelagerten Flüssiggases dienenden Leitung zur Temperaturmeßstelle aus.to create a facility with a simple structure leakage of liquid gas from the inner container is reliably indicated even in the case of small quantities will. The invention is characterized by a supply of gas at a higher temperature than that of the im Storage container stored liquefied gas serving line to the temperature measuring point.
Auf diese Weise ergibt sich ein Meß- uiid Meldevorgang, der einerseits auf einer Ausnutzung der physikalischen Eigenschaften des gelagerten Flüssiggases beruht und bei dem andererseits bereits die Abkühlung der bei deutlich erhöhter Temperatur gehaltenen Meßstelle im Falle des Kontaktes mit Leckflüssigkeit eine eindeutige Anzeige ergibt und die Möglichkeit eines Fehlalarms ausschließt In dem Gasraum des Lagerbehälters herrscht eine Temperatur nahe der dem Behälterdruck entsprechenden Sättigungstemperatur, bei Äthylen z. B.In this way there is a measurement and reporting process, the one hand on an exploitation of the physical Properties of the stored liquefied gas is based and on the other hand already the cooling of the clearly increased temperature held measuring point in the event of contact with leakage liquid a clear one Indicates and excludes the possibility of a false alarm In the gas space of the storage container the temperature is close to the saturation temperature corresponding to the tank pressure; B.
— 1040C. Durch Zuführen eines Gases höherer Temperatur, z.B. Äthylen-Gas von — 700C, zu der Meßstelle stellt sich am Meßort eine Temperatur entsprechend der Temperatur des zuströmenden warmen Gases ein. Zwischen der Meßstelle und der Umgebung entsteht somit eine Temperaturdifferenz, bei Äthylen z. B. von ca. 3O0C. Bei Leckwerden des Innenbehälters fließt Flüssiggas mit der dem Behälterdruck entsprechenden- 104 0 C. By supplying a gas of higher temperature, for example ethylene gas from - 70 0 C, to the measuring point is established at the measurement site a temperature corresponding to the temperature of the incoming hot gas, a. A temperature difference thus arises between the measuring point and the environment. B. of approx. 3O 0 C. If the inner container leaks, liquid gas flows with the pressure corresponding to the container
— 1040C, in den Zwischenraum und umströmt die Meßstelle. Durch den wesentlich besseren Wärmeübergangswert der Flüssigkeit gegenüber Gas sinkt die Temperatur der Meßstelle augenblicklich auf die- 104 0 C, in the space and flows around the measuring point. Due to the significantly better heat transfer value of the liquid compared to gas, the temperature of the measuring point drops to the instantaneous
Sättigungstemperatur, z.B. bei Äthylen auf -104°C. Eine plötzliche Temperaturänderung ist das Anzeichen dafür, daß der Innenbehälter leck geworden ist und flüssiges Gas in den Zwischenraum zwischen Innenbehälter und Außenbehälter strömt, wobei eine angeschlossene Alarmeinrichtung in Tätigkeit gesetzt werden kann. Bei dem Meßsystem ist noch von besonderem Vorteil, daß das zum Aufwärmen der Meßstelle zugeführte Gas ohne Nachteil in den Lagerbehälter abströmen kann. Es ist möglich, bereits geringste Leckmengen zu erfassen. Dies ist insbesondere wichtig, wenn der Sicherheitsbehälter nur einen geringen Prozentsatz des Inhaltes des Innenbehälters auffangen kann. Dadurch ist die Gewähr gegeben, daß eine entstandene Leckage von außen schnell und sicher festgestellt werden kann, bevor sich im Außenbehälter ein nennenswertes Flüssigkeitsniveau gebildet hat. Durch Unterbrechung der Zufuhr von Gas höherer Temperatur kann die Funktionstüchtigkeit der Meßein-Saturation temperature, e.g. for ethylene to -104 ° C. A sudden change in temperature is the sign that the inner container has leaked and liquid gas in the space between the inner container and outer container flows with an alarm device connected to it being activated can be. The measuring system is particularly advantageous that it is used to warm up the Measuring point supplied gas can flow off into the storage container without disadvantage. It is possible already to detect the smallest amount of leakage. This is especially important if the security container is only one can collect a small percentage of the contents of the inner container. This guarantees that a leak that has arisen from the outside can be detected quickly and reliably before it gets into the outer container has formed a significant liquid level. By interrupting the supply of gas higher Temperature can affect the functionality of the measuring
21 Ol21 Ol
richtung jederzeit getestet werden.direction can be tested at any time.
Vorteilhaft ist die Temperaturmeßstelle von einem Meßraum umgeben, in dem Eintrittskanäle und Austrittskanäle für das zugeführte Gas mit höherer Temperatur tangential geführt sind. Die Zutrittskanäle s für das Flüssiggas des Innenbehälters φιά vorzugsweise senkrecht zu den Eintrittskanälen angeordnet Zwischen der Zuführungsleitung und den Eintrittskanälen kann eine Leitvorrichtung zur Drallgebung des zugeführten Gases vorgesehen sein, damit die Temperaturmeßstelle sicher von Jem Gas höherer Temperatur umspült wird. Durch diese Gestaltung der Meßeinrichtung werden sehr geringe Leckmengen der Temperaturmeßstelle zugeführt und erfaßt Ferner läßt sich eine genaue Messung durchführen. Wenn das Meßelement und die Anzeigeeinrichtung eine Genauigkeit von 2% aufweisen und ein Meßbereich von —6O0C bis -1100C gewählt wird, beträgt die Meßunsicherheit nur ± Γ C.The temperature measuring point is advantageously surrounded by a measuring space in which inlet channels and outlet channels for the gas supplied at a higher temperature are guided tangentially. The access channels for the liquid gas of the inner container φιά are preferably arranged perpendicular to the inlet channels. Between the supply line and the inlet channels, a guide device for swirling the supplied gas can be provided so that the temperature measuring point is safely surrounded by that higher temperature gas. As a result of this design of the measuring device, very small amounts of leakage are fed to the temperature measuring point and recorded. Furthermore, an accurate measurement can be carried out. If the measuring element and the display device have an accuracy of 2% and a measuring range of -6O 0 C to -110 0 C is selected, the measurement uncertainty is only ± Γ C.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles nachstehend erläutert The invention is explained below with reference to an embodiment shown in the drawing
Fig. 1 zeigt schematisch einen Lagerbehälter für Flüssiggas mit der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung im SchnittFig. 1 shows schematically a storage container for liquid gas with the measuring device according to the invention on average
F i g. 2 zeigt den unteren Teil der Meßvorrichtung im größeren Maßstab im Schnitt nach der Linie H-II der Fig.3.F i g. 2 shows the lower part of the measuring device on a larger scale in section along the line H-II of FIG Fig. 3.
Fig.4 stellt einen Längsschnitt durch das den Temperaturfühler aufnehmende Führungsrohr im größeren Maßstab.4 shows a longitudinal section through the guide tube receiving the temperature sensor in a larger one Scale.
F i g. 5 veranschaulicht den oberen aus dem Lagerbehälter herausragenden Teil der Meßvorrichtung im LängsschnittF i g. 5 illustrates the upper part of the measuring device protruding from the storage container in FIG Longitudinal section
Der doppelwandige Lagerbehälter 1 für flüssige Gase unter annähernd atmosphärischem Druck bei der dem Druck entsprechenden niedrigen Siedetemperatur weist einen Innenbehälter 2, einen Außenbehälter 3, eine tragfähige Wandisolierung an der Innenseite des Außenbehälters, einen isolierten Boden 5, eine obere Dachisolierung 6 und das Behälterdach 7 auf. Der Flüssigkeitsstand des Flüssiggases in dem Innenbehälter 2 ist mit 8 bezeichnet Der Zwischenraum 9 zwischen dem Innenbehälter 2 und dem Außenbehälter 3 hat oberhalb des Niveaustandes des flüssiges Gases 8 bei 10 mit dem Gasraum des Innenbehälters 2 Verbindung. Dadurch wird der Zwischenraum zwischen Innen- und Außenbehälter kalt gehalten. In dem Zwischenraum 9 ist eine Auffangtasse 11 in Form einer flüssigkeitsdichten Abdeckung der Isolierung 4 zum Auffangen von aus so dem Innenbehälter 2 im Falle des Leckwerdens desselben ausgeströmten flüssigen Gases angeordnet.The double-walled storage container 1 for liquid gases under approximately atmospheric pressure at the Pressure corresponding low boiling temperature has an inner container 2, an outer container 3, a stable wall insulation on the inside of the outer container, an insulated floor 5, an upper one Roof insulation 6 and the container roof 7. The liquid level of the liquefied gas in the inner container 2 is denoted by 8 The space 9 between the inner container 2 and the outer container 3 has above the level of the liquid gas 8 at 10 with the gas space of the inner container 2 connection. This keeps the space between the inner and outer containers cold. In the space 9 is a collecting cup 11 in the form of a liquid-tight cover of the insulation 4 for collecting from so the inner container 2 in the event of leakage of the same discharged liquid gas arranged.
In dem gasgefüllten Zwischenraum 9 zwischen Innenbehälter 2 und Außenbehälter 3 ist in Bodennähe eine Temperaturmeßstelle 12 angebracht, die mit einer Anzeige- und Alarmeinrichtung verbunden ist. Die Meßeinrichtung 12 ist in einem Führungsrohr 13 untergebracht, das mit dem Flanschdeckel 14 eines Aufsatzes IS fest verbunden sein kann. Am unteren Ende des Führungsrohres 13 befindet sich der Temperaturfühler, z. B. ein elektrisches Widerstandselement, das in der Hülse 17 mit Stopfen 18 gelagert ist, an welchem eine Stange bzw. ein Zugdraht 19 angebracht ist, so daß das Widerstandselement in dem Führungsrohr 13 leicht ein- und ausgebaut werden kann. Die Anschlußdrähte 20 des Widerstandselementes 16 sind zu einem Anschlußkopf 21 am oberen Ende des Führungsrohres 13 geführtThe gas-filled space 9 between the inner container 2 and the outer container 3 is close to the ground a temperature measuring point 12 attached, which is connected to a display and alarm device. the Measuring device 12 is housed in a guide tube 13, which with the flange cover 14 of a Attachment IS can be firmly connected. At the lower end of the guide tube 13 is the Temperature sensor, e.g. B. an electrical resistance element which is mounted in the sleeve 17 with a plug 18 on which a rod or a pull wire 19 is attached so that the resistance element in the guide tube 13 can be easily installed and removed. The connecting wires 20 of the resistance element 16 are led to a connection head 21 at the upper end of the guide tube 13
Der untere Teil des Führungsrohres 13 ragt in einen Meßraum 22, der in einem Kopfstück 23 vorgesehen ist Zu dem Meßraum 22 führt eine Speiseleitung 24 zum Zuführen von Gas höherer Temperatur gegenüber der des Gases in dem Zwischenraum 9. Zwischen dem Kopfstück 23 und dem Ende der Speiseleitung 24 ist eine Leitvorrichtung 25 vorgesehen, die das zugeführte Gas in einen Drall versetzen solL Hierzu ist die Leitvorrichtung als Einsatzstück ausgebildet in welchem schraubenlinienförmig verlaufende Kanäle 26 angeordnet sind. Das Einsatzstück 25 besteht vorteilhaft aus Leichtmetall, wobei die Kanle 26 durch eine äußere Hülse 27 abgeschlossen sind. Damit eine gleichmäßige Aufwärmung des Widerstandselementes 16 gewährleistet ist, tritt das Gas bei dem Kopfstück 23 durch die Eintrittskanäle 28 tangential in den Meßraum ein und verläßt diesen über die Austrittskanäle 29 am unteren Ende des Ffihrungsrohres 13. Senkrecht zu den Eintrittskanälen 28 sind Zuführungskanäle 30 für das flüssige Gas in Form von Ansaugröhrchen angeordnet Diese saugen bereits beim Auftreten geringer Flüssigkeitsmengen die Flüssigkeit an, so daß sich der Meßraum 22 mit Flüssiggas von kälterer Temperatur füllt wodurch der Alarm ausgelöst wird. Zur Vermeidung einer Abkühlung des Aufwärmgases werden Speiseleitung 24, Führungsrohr 13 und die Leitvorrichtung 25 mit einer entsprechenden Isolierung 31 versehen. Die Speiseleitung 24 ist mit einem Manometer 32 ausgestattet und kann durch das Ventil 33 geschlossen werden.The lower part of the guide tube 13 protrudes into a measuring space 22 which is provided in a head piece 23 A feed line 24 for supplying gas at a higher temperature than that leads to the measuring space 22 of the gas in the space 9. Between the head piece 23 and the end of the feed line 24 is a Guide device 25 is provided, which the supplied gas set in a twist To this end, the guide device is designed as an insert piece in which it is helical extending channels 26 are arranged. The insert 25 is advantageously made of light metal, the channels 26 being closed by an outer sleeve 27. So that an even warm-up of the resistance element 16 is ensured, the gas occurs at the head piece 23 through the Entrance channels 28 tangentially into the measuring space and leaves it via the outlet channels 29 at the bottom End of the guide tube 13. Perpendicular to the inlet channels 28 are supply channels 30 for the liquid gas arranged in the form of suction tubes. These suck in even when small amounts of liquid occur the liquid, so that the measuring space 22 with liquid gas of colder temperature fills, which triggers the alarm. To avoid a cooling down of the warm-up gas Feed line 24, guide tube 13 and guide device 25 with appropriate insulation 31 Mistake. The feed line 24 is equipped with a pressure gauge 32 and can pass through the valve 33 getting closed.
Das durch die Speiseleitung 24 zugeführte Gas höherer Temperatur umspült in dem Meßraum 22 das in dem Führungsrohr 13 befindliche Widerstandselement 16 ständig und strömt sodann durch die Austrittskanäle 29 in den Zwischenraum 9 des Lagerbehälters 1 aus. Wenn bei leckgewordenem Innenbehälter 2 flüssiges Gas in die Auffangtasse 11 gelangt wird dieses durch die Ansaugröhrchen 30 unverzüglich dem Meßraum 22 zugeführt. Da das flüssige Gas kälter ist als das zugeführte Gas, sinkt die Temperatur der Meßstelle unverzüglich auf die Temperatur des durch den leckgewordenen Innenbehälter ausströmenden flüssigen Gases ab, wodurch ein entsprechender optischer oder akustischer Alarm ausgelöst wird.The higher temperature gas supplied through the feed line 24 washes around in the measuring space 22 the in the guide tube 13 located resistance element 16 and then flows through the outlet channels 29 into the space 9 of the storage container 1. If the inner container has leaked 2 liquid Gas gets into the collecting cup 11, this is through the The suction tube 30 is immediately supplied to the measuring chamber 22. Because the liquid gas is colder than that supplied gas, the temperature of the measuring point drops immediately to the temperature of the Leaked inner container from flowing out liquid gas, creating a corresponding optical or an acoustic alarm is triggered.
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